函数自变量取值范围的确定方法
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函数自变量取值范围的确定策略金山初级中学 庄士忠 201508函数是初中数学一个十分重要的内容,为保证函数式有意义或实际问题有意义,函数式中的自变量取值通常要受到一定的限制,这就是函数自变量的取值范围。
函数自变量的取值范围是函数成立的先决条件,初中阶段确定函数自变量的取值范围大致可分为三种类型:(1)函数关系式中函数自变量的取值范围;(2)实际问题中函数自变量的取值范围;(3)几何问题中函数自变量的取值范围。
一、 函数关系式中函数自变量的取值范围:初中阶段,在一般的函数关系中自变量的取值范围主要考虑以下四种情况:(1)函数关系式为整式形式:自变量取值范围为任意实数;(2)函数关系式为分式形式:分母≠0;(3)函数关系式含算术平方根:被开方数≥0;(4)函数关系式含0指数:底数≠0。
典型例题:例1:函数y=x 1-的自变量x 的取值范围在数轴上可表示为【 】A .B .C .D .【分析】根据二次根式有意义的条件,计算出y=x 1-的取值范围,再在数轴上表示即可,不等式的解集在数轴上表示的方法:>,≥向右画;<,≤向左画,在表示解集时“≥”,“≤”要用实心圆点表示;“<”,“>”要用空心圆点表示。
根据二次根式被开方数必须是非负数的条件,要使y=x 1-在实数范围内有意义,必须x 10-≥ x 1⇒≥。
故在数轴上表示为:。
故选D 。
例2:函数y =1x 2- 中自变量x 取值范围是【 】A .x =2 B .x ≠2 C .x >2 D .x <2【分析】求函数自变量的取值范围,就是求函数解析式有意义的条件,根据分式分母不为0的条件,要使1x 2-在实数范围内有意义,必须x 20x 2-≠⇒≠。
故选B 。
例3:函数x+2x 的取值范围是【 】A .x >﹣2 B .x ≥2 C .x ≠﹣2 D .x ≥﹣2 【分析】求函数自变量的取值范围,就是求函数解析式有意义的条件,根据二次根式被开方数必须是非负数和分式分母不为0的条件,要使x+2在实数范围内有意义,必须x+20x 2x >2x+20x 2≥≥-⎧⎧⇒⇒-⎨⎨≠≠-⎩⎩。
故选A 。
例4:函数1y x x=+ 】象限 A .第一 B .第一、三 C .第二D .第二、四 【分析】∵函数1y x x =0x >,∴0y >,∴根据面直角坐标系中各象限点的特征知图像在第一象限,故选A 。
二、实际问题中函数自变量的取值范围:在实际问题中确定自变量的取值范围,主要考虑两个因素:(1)自变量自身表示的意义,如时间、路程、用油量等不能为负数;(2)问题中的限制条件,此时多用不等式或不等式组来确定自变量的取值范围。
典型例题:例1:某工厂生产一种产品,当生产数量至少为10吨,但不超过50吨时,每吨的成本y (万元/吨)与生产数量x (吨)的函数关系式如图所示.(1)求y 关于x 的函数解析式,并写出它的定义域;(2)当生产这种产品的总成本为280万元时,求该产品的生产数量. (注:总成本=每吨的成本×生产数量)【分析】(1)利用待定系数法求出一次函数解析式即可,根据当生产数量至少为10吨,但不超过50吨时,得出x 的定义域。
(2)根据总成本=每吨的成本×生产数量,利用(1)中所求得出即可。
【答案】解:(1)利用图象设y 关于x 的函数解析式为y =kx +b ,将(10,10)(50,6)代入解析式得:10k+b=1050k+b=6⎧⎨⎩,解得:1k=10b=11⎧-⎪⎨⎪⎩。
∴y 关于x 的函数解析式为y =110-x +11(10≤x ≤50)。
(2)当生产这种产品的总成本为280万元时,x (110-x +11)=280,解得:x 1=40,x 2=70(不合题意舍去)。
∴该产品的生产数量为40吨。
例2:某私营服装厂根据2011年市场分析,决定2012年调整服装制作方案,准备每周(按120工时计算)制作西服、休闲服、衬衣共360件,且衬衣至少60件。
已知每件服装的收入和所需工时如下表:设每周制作西服x 件,休闲服y 件,衬衣z 件。
(1) 请你分别从件数和工时数两个方面用含有x ,y 的代数式表示衬衣的件数z 。
(2) 求y 与x 之间的函数关系式。
(3) 每周制作西服、休闲服、衬衣各多少件时,才能使总收入最高?最高总收入是多少?【分析】(1)题目中的已知条件分别从件数和工时数两个方面用含x ,y 的关系式表示z 。
(2)由(1)整理得:y =360-3x 。
(3)由题意得s =3x +2y +z ,化为一个自变量,得到关于x 的一次函数。
由题意得2x 60x 03603x 0≥⎧⎪≥⎨⎪-≥⎩,解得30≤x ≤120,从而根据一次函数的性质作答。
【答案】解:(1)从件数方面:z =360-x -y , 从工时数方面:由12x +13y +14z =120整理得:z=480-2x-43y。
(2)由(1)得360-x-y=480-2x-43y,整理得:y=360-3x。
(3)由题意得总收入s=3x+2y+z=3x+2(360-3x)+2x=-x+720由题意得2x60x03603x0≥⎧⎪≥⎨⎪-≥⎩,解得30≤x≤120。
由一次函数的性质可知,当x=30的时候,s最大,即当每周生产西服30件,休闲服270件,衬衣60件时,总收入最高,最高总收入是690百元。
例3:某科技开发公司研制出一种新型产品,每件产品的成本为2400 元,销售单价定为3000 元.在该产品的试销期间,为了促销,鼓励商家购买该新型产品,公司决定商家一次购买这种新型产品不超过10 件时,每件按3000 元销售;若一次购买该种产品超过10 件时,每多购买一件,所购买的全部产品的销售单价均降低10 元,但销售单价均不低于2600 元.(1)商家一次购买这种产品多少件时,销售单价恰好为2600 元?(2)设商家一次购买这种产品x件,开发公司所获的利润为y元,求y(元)与x(件)之间的函数关系式,并写出自变量x的取值范围.(3)该公司的销售人员发现:当商家一次购买产品的件数超过某一数量时,会出现随着一次购买的数量的增多,公司所获的利润反而减少这一情况.为使商家一次购买的数量越多,公司所获的利润越大,公司应将最低销售单价调整为多少元?(其它销售条件不变)【分析】(1)设件数为x,则销售单价为3000-10(x-10)元,根据销售单价恰好为2600元,列方程求解。
(2)由利润y=销售单价×件数,及销售单价均不低于2600元,按0≤x≤10,10<x≤50,x>50三种情况列出函数关系式。
(3)由(2)的函数关系式,利用二次函数的性质求利润的最大值,并求出最大值时x的值,确定销售单价。
【答案】解:(1)设件数为x,依题意,得3000-10(x-10)=2600,解得x=50。
答:商家一次购买这种产品50件时,销售单价恰好为2600元。
(2)当0≤x ≤10时,y =(3000-2400)x =600x ;当10<x ≤50时,y =[3000-10(x -10)-2400]x ,即y =-10x 2+700x ;当x >50时,y =(2600-2400)x =200x 。
∴2600x(0x 10x )y 10x 700x(10x 50x )200x(x 50x )<>≤≤⎧⎪=-+≤⎨⎪⎩,且整,且整,且整为数为数为数。
(3)由y =-10x 2+700x 可知抛物线开口向下,当()700x 35210=-=⨯-时,利润y 有最大值,此时,销售单价为3000-10(x -10)=2750元,答:公司应将最低销售单价调整为2750元。
例4:某商品的进价为每件50元,售价为每件60元,每个月可卖出200件。
如果每件商品的售价上涨1元,则每个月少卖10件(每件售价不能高于72元)。
设每件商品的售价上涨x 元(x 为整数),每个月的销售利润为y 元,(1)求y 与x 的函数关系式,并直接写出x 的取值范围;(2)每件商品的售价定为多少元时,每个月可获得最大利润?最大月利润是多少元?【分析】(1)根据题意,得出每件商品的利润以及商品总的销量,即可得出y 与x 的函数关系式。
(2)根据题意利用配方法得出二次函数的顶点形式(或用公式法),从而得出当x =5时得出y 的最大值。
【答案】解:(1)设每件商品的售价上涨x 元(x 为正整数),则每件商品的利润为:(60-50+x )元,总销量为:(200-10x )件,商品利润为:y =(60-50+x )(200-10x )=-10x 2+100x +2000。
∵原售价为每件60元,每件售价不能高于72元,∴0<x ≤12。
(2)∵y =-10x 2+100x +2000=-10(x -5)2+2250,∴当x =5时,最大月利润y =2250。
答:每件商品的售价定为5元时,每个月可获得最大利润,最大月利润是2250元。
例5:市某生态示范村种植基地计划用90亩~120亩的土地种植一批葡萄,原计划总产量要达到36万斤.(1)列出原计划种植亩数y (亩)与平均每亩产量x (万斤)之间的函数关系式,并写出自变量x 的取值范围;(2)为了满足市场需求,现决定改良葡萄品种.改良后平均每亩产量是原计划的1.5倍,总产量比原计划增加了9万斤,种植亩数减少了20亩,原计划和改良后的平均每亩产量各是多少万斤?【分析】(1)直接根据亩产量、亩数及总产量之间的关系得到函数关系式即可。
(2)根据题意列出3636920x 1.5x+-=后求解即可。
【答案】解:(1)由题意知:xy =36,∴36y x =(32x 105≤≤)。
(2)根据题意得:3636920x 1.5x+-=,解得:x =0.3。
经检验:x =0.3是原方程的根。
1.5x =0.45。
答:改良前亩产0.3万斤,改良后亩产0.45万斤。
例6、小丁每天从某报社以每份0.5元买进报纸200分,然后以每份1元卖给读者,报纸卖不完,当天可退回报社,但报社只按每份0.2元退给小丁,如果小丁平均每天卖出报纸x 份,纯收入为y 元.(1)求y 与x 之间的函数关系式(要求写出自变量x 的取值范围);(2)如果每月以30天计算,小丁每天至少要买多少份报纸才能保证月收入不低于2000元?【分析】(1)因为小丁每天从某市报社以每份0.5元买出报纸200份,然后以每份1元卖给读者,报纸卖不完,当天可退回报社,但报社只按每份0.2元退给小丁,所以如果小丁平均每天卖出报纸x 份,纯收入为y 元,则y =(1﹣0.5)x ﹣(0.5﹣0.2)(200﹣x )即y =0.8x ﹣60,其中0≤x ≤200且x 为整数。